钴镍金属氧化物碳纳米纤维复合材料的制备及其电化学性能研究

采用静电纺丝的方法制备了钴镍比分别为2∶1、1∶1、1∶2的镍钴金属氧化物碳纳米纤维复合材料,通过XRD表征了3种复合材料的晶体结构、材料形貌,并通过SEM和能谱图分析了其组分,最后对材料进行了析氧反应电化学性能的研究。结果表明:钴镍比为2∶1时得到的复合材料作为析氧阳极催化剂的催化活性及稳定性最好。

钴镍金属二次资源回收利用现状及发展对策研究

介绍了世界钴镍金属资源分布及其二次资源综合利用概况。以国内外废旧电池和催化剂中的钴镍资源为例,对其回收体系和利用技术现状进行了概述,并提出了存在的问题和解决问题的建议。

钴镍金属二次资源回收利用现状及展望

随着我国社会经济的不断发展,重金属在日常的生产生活中也有着十分重要的作用。钴镍金属在我国重金属中是十分重要的组成部分,但是在现在的开发过程中,钴镍金属所能开发出来的量是越来越少,因此对于钴镍金属的保护以及二次回收利用就引起了人们广泛的关注。文章就钴镍金属二次资源回收利用的现状以及发展情况进行了简要的分析与探讨,为钴镍金属实现循环利用作出贡献。

钴镍金属二次资源回收利用现状及发展

钴镍金属一直是我国非常重要的重金属组成,其在生产、生活中越来越发挥着重要的作用。但是,我们也必须认识到钴镍金属在人们的开发中越来越少,对其进行保护和二次利用需要引起人们的关注和重视。因此,笔者结合自身的实地调研经验,分析了废催化剂和废旧电池钴镍二次资源回收利用现状,并进一步探究了钴镍金属再生产业实现循环经济发展模式的对策建议。

钴镍双金属氢氧化物/石墨烯电控分离膜排异性回收废水中低浓度磷酸盐

采用滴涂结合电化学沉积两步法制备了一种具有优良电活性的三维花状钴镍双金属氢氧化物/石墨烯(CoNi-LDH/G)杂化膜,用于电控离子交换过程(electrically switched ion exchange,ESIX)吸附水溶液中低浓度的磷酸根(PO_(4)^(3-))离子。结合X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对CoNi-LDH/G杂化膜进行形貌、组成及结构表征。采用电化学方法考察了该杂化膜在不同吸附电压、不同初始浓度、共存离子及不同pH值条件下对PO_(4)^(3-)吸附性能的影响。实验结果表明:通过调节氧化还原电位,即使在低浓度下,杂化膜对PO_(4)^(3-)也具有良好的吸附性能,且可以在较宽的pH值(4~10)范围内使用,同时受共存离子及其浓度变化影响甚小。此外,G对PO_(4)^(3-)的吸附容量为1.10 mg·g^(-1),CoNi-LDH对PO_(4)^(3-)的吸附容量为11.74 mg·g^(-1),二者吸附容量之和小于CoNi-LDH/G对PO_(4)^(3-)的吸附容量(16.25 mg·g^(-1))。同时,结合O1s的XPS数据分析发现,CoNi-LDH/G杂化膜对PO_(4)^(3-)的吸附过程除了层间阴离子交换、PO_(4)^(3-)与层板金属离子配位的配体交换外,还存在G与CoNi-LDH之间的协同效应。

钴镍双金属磷化物的制备及OER性能研究

作为高效、持续、清洁的制氢方式之一,电化学水分解在很大程度上依赖于经济高效和稳定的电催化剂。通过搅拌浸泡将Co^(2+)和Ni^(2+)吸附在阳离子交换树脂上,随后通过高温煅烧,合成了一系列钴镍双金属磷化物NiCoP-x@C。实验表明,NiCoP-x@C为多孔结构,具有丰富的多孔纳米颗粒,对OER作出了主要贡献,此外,双金属掺杂和P含量的增加也促进了析氧反应的催化活性。对于OER,NiCoP-2B@C的过电位为366 mV,Tafel为52.09 mV·dec^(-1),为OER催化剂的设计和制备提供了一种新的策略。

甲烷二氧化碳重整制合成气镍-钴双金属催化剂

采用微反 -色谱、TPO、TPR和 CO2 -TPD等技术研究了负载型 Ni/Si O2 、Co/Si O2 和 Ni-Co/Si O2 催化剂对甲烷二氧化碳重整反应的催化活性、抗积炭性能 ,并对其还原性能和表面吸附性能进行了表征 .发现与单金属催化剂相比 ,Ni-Co/Si O2 双金属催化剂有优越的催化活性和抗积炭性能 .催化剂表征结果表明 ,在Ni-Co/Si O2 催化剂中 Ni促进了 Co的还原 ,Co提高了催化剂对 CO2 的吸附能力 ,抑制了低活性积炭物种的生成 .

应用于超级电容器微波快速合成镍钴层状双金属氢氧化物

能源转化和储存越来越受到重视。超级电容器作为一种理想的储能器件成为当前研究的热点。微波法材料合成具有高效、环保等优点,具有极大的应用潜质。本文通过微波回流法在30min内合成了镍钴层状双金属氢氧化物,考察了前驱体溶液中不同的镍、钴阳离子摩尔比例对材料结构以及电化学性能的影响。采用X射线衍射,扫描电子显微镜等对材料的结构和性质进行了表征。将制备的双金属氢氧化物作为超级电容器材料,发现当镍、钴比例为1:2时,材料具有最优的电化学性能。

低品位多金属铜钴镍矿的开发与研究

为了给某低品位铜钴镍矿石的合理开发利用提供依据,针对该矿石性质,采用全优先浮选工艺流程。浮铜采用CMC纤维素分散并抑制矿泥、漂白粉抑制钴镍矿物及磁黄铁矿、选择性较好的甲基硫氨酯为铜捕收剂、铜粗精矿再磨等工艺;浮钴镍采用碳酸钠调整矿浆pH值、氟硅酸钠活化钴镍矿物、丁基黄药+C-125为钴镍矿物捕收剂等工艺实验;实验获得含铜18.32%,铜回收率64.27%的铜精矿;含钴0.577%,含镍1.68%,钴回收率54.35%,镍回收率55.28%的钴精矿。此外,还得到含硫38.68%,硫回收率69.90%的硫精矿。

电活性镍钴双金属氧化物高选择性去除/回收水中磷酸盐离子

磷是植物体生长的重要营养素,也是引发水体富营养化的重要因素,因此废水中磷酸盐的去除与回收均至关重要。本研究采用单极脉冲电沉积法在炭布上制备镍钴双氢氧化物,并于管式炉中原位焙烧制得镍钴双金属氧化物(NiCo-Layered Double Oxide,NiCo-LDO),将其用于电控离子交换(Electrochemically Switched Ion Exchange,ESIX)过程实现PO_(4)^(3-)的去除与回收。实验对比了ESIX与离子交换(Ion Exchange,IX)过程中NiCo-LDO对PO_(4)^(3-)的去除性能,并考察了其选择性及循环稳定性。结果表明,在(10.00±0.05)mg/L的PO_(4)^(3-)溶液中,ESIX过程中膜对PO_(4)^(3-)的离子交换量约为IX的2倍;NiCo-LDO对PO_(4)^(3-)具有高选择性,且经过5次循环后,离子交换量仍可达到初始值的92%以上;结合XPS分析,发现NiCo-LDO对PO_(4)^(3-)的ESIX过程包括一个不可逆的"记忆效应"结构恢复过程及两个可逆的层板金属离子氧化/还原和PO_(4)^(3-)与O-H基团的配体交换过程。

泡沫镍负载镍钴金属氢氧化物的制备及其析氧性能研究

通过水热法,在泡沫镍表面原位生长镍钴金属氢氧化物。所合成泡沫镍负载纳米草状钴氢氧化物在1mol/LKOH电解液中,电流密度为50、100、200mA/cm^(2)时的析氧过电位分别为316、341和369mV,塔菲尔斜率为78.57mV/dec。泡沫镍负载钴氢氧化物电极的C_(dl)值为193.77mF/cm^(2),远高于其他泡沫镍负载镍钴氢氧化物电极,且具有较好的稳定性,在200mA/cm^(2)运行24h,电流密度下降13.78%;维持100mA/cm^(2)运行24h,电压上浮4.12%。

石墨烯/钴镍双金属氢氧化物复合材料的制备及电化学性能研究

采用微波辐射与高温裂解相结合的二步还原法制备石墨烯。二步还原使氧化石墨被充分还原和剥离,所得到的石墨烯有较好的传导性,其比表面达675.4 m2.g-1。以此石墨烯为原料,水热法合成出石墨烯/钴镍双金属氢氧化物复合材料,并考察了复合材料作为超级电容电极材料的电化学性能。研究发现,褶皱的石墨烯纳米片均匀分散在钴镍双金属氢氧化物中,这改善了钴镍双金属氢氧化物的传导性和结构稳定性。在0.25 A.g-1电流密度下,复合材料的比电容量是800.2 F.g-1。当电流密度增加至10 A.g-1,比电容量为386.5 F.g-1,恒电流充-放电500次后比电容量仍能保持99%以上,这些呈示该复合材料具有优良的电化学性能。

钴镍笼状双金属氢氧化物/多壁碳纳米管复合材料对环境水样中农药的高效富集

建立高效、灵敏的农药分离、富集和检测方法具有重要意义。该实验采用一步法合成了钴基沸石咪唑骨架/多壁碳纳米管(ZIF-67/MWCNTs)复合物,并以该复合物为模板通过溶剂热法合成了钴镍笼状双金属氢氧化物/多壁碳纳米管(CoNi-LDH/MWCNTs)复合材料,将CoNi-LDH/MWCNTs用作固相微萃取(SPME)的纤维涂层富集环境水样中的6种农药,结合高效液相色谱(HPLC)测定了环境水样中的6种农药。通过扫描电镜、能谱分析、红外光谱、粉末X射线衍射和N吸附/脱附对所制备的各种材料进行了表征。利用正交设计试验优化SPME的萃取条件,包括萃取温度、萃取时间、搅拌速率、解吸时间和盐浓度。在最优化的条件下,该方法具有较宽的线性范围(百菌清为0.015~200μg/L,戊唑醇为0.140~200μg/L,毒死蜱为0.250~200μg/L,仲丁灵为0.077~200μg/L,溴氰菊酯为1.445~200μg/L,哒螨灵为0.964~200μg/L)、较低的检出限(0.004~0.434μg/L)和良好的重复性。单个纤维和不同批次纤维间的相对标准偏差(RSD)分别为0.5%~5.7%和0.5%~4.8%。在10.0μg/L和50.0μg/L 2个水平下的加标回收率为83.9%~108.2%,RSD<5.3%。此外,与其他涂层纤维相比,CoNi-LDH/MWCNTs涂层对农药具有更高效的富集能力,这归因于它的高比表面积以及CoNi-LDH/MWCNTs涂层与目标分析物之间存在的π-π堆积作用、疏水作用、阳离子-π相互作用和氢键作用。该方法可以实现环境水样中农药残留的高选择性、高灵敏度及高准确性的分析测定。

多壁碳纳米管/钴镍层状双金属氢氧化物纳米复合材料的制备及电化学性能研究

以硫酸钴(CoSO_(4)·7H_(2)O)为钴源、硫酸镍(NiSO_(4)·7H_(2)O)为镍源,通过水热法将多壁碳纳米管(MWCNTs)嵌入到钴镍层状双金属氢氧化物(CoNi-LDHs)中合成CoNi-LDHs/MWCNTs复合材料。通过FT-IR、FE-SEM、XRD等分析方法对复合材料的微观组织结构和表面形貌进行表征,并通过循环伏安、恒流充放电以及交流阻抗谱等测试方法对该材料的电化学性能进行研究。结果表明,当反应体系中引入MWCNTs后,CoNi-LDHs颗粒均匀地嵌入碳纳米管网络中,与碳纳米管紧密结合交错在一起,增大了材料的表面积,为氧化还原反应提供了丰富的活性位点;在电流密度为0.5 A/g下,复合材料比电容高达1965.55 F/g,表明该复合材料具有优异的电化学性能。

中国镍钴铂族金属资源和开发战略(上)

中国镍钴铂族金属资源均属于我国短缺的或不能保证的矿产,当前,面对国内国际经济发展,对这些矿产需求的不断增长,作者提出,我国在加大开发这类金属资源时应采取全球资源战略、效率战略、成本战略、科技战略和环保战略,这样中国的镍钴铂族金属工业就能持续、稳定地发展。

多级镍钴层状双金属氢氧化物微球的简易合成及其电化学性能

通过简易的一步水热法制备了三维多级结构的多晶镍钴层状双金属氢氧化物(NiCo-LDHs)微球。研究了水热温度和水热时间对样品形貌的影响。研究发现:当水热温度为120℃时,可以得到由致密均匀的纳米线互相连接组装成的独特海胆状多级结构的NiCo-LDHs微球。在1 A·g^(-1)下,它的比电容高达1 381 F·g^(-1)。在10 A·g^(-1)下,可以保持59.2%的比电容。

致密型镍钴双金属氧化物电极制备及电容性能研究

本文探究了不同形貌的3种镍钴双金属氧化物,包括SW-NiCo2O4(自编织状)、NN-NiCo2O4(纳米针状)以及C-NiCo2O4(纳米片状),最终筛选出具有高负载量致密型电极-SW-NiCo2O4。这种自编织结构能够有效解决当活性物质增加时电容性能衰减问题,这对于储能设备性能提高十分重要,也是当前储能领域中的一项挑战。通过对比可知,NN-NiCo2O4的负载量最高,较其它两者分别提高了近2倍和5倍,为5.24mg·cm-2。电化学测试显示3种样品的质量比电容依次为:773F·g-1(NN-NiCo2O4)、685F·g-1(SW-NiCo2O4)和232F·g-1(CNiCo2O4),说明活性物质负载量的增加有利于电极材料比电容的提高。然而,SW-NiCo2O4拥有更加优异的倍率性能和循环稳定性,分别为89.1%(1~20A·g-1)和85%(0.5A·g-1, 5000圈)。分析认为,自编织状多孔道结构的NiCo2O4更加适用于制备致密型高密度电容器,进而拓宽了镍钴双金属氧化物在超级电容器中的应用前景。

花瓣状镍钴层状双金属氢氧化物微球的制备及其超级电容性能

在乙醇-水(V(乙醇)∶V(水)=9∶1)的反应介质中,以SiO2@AlOOH为硬模板,加入镍钴盐前驱体和碱源,水热法制备了花瓣状镍钴层状双金属氢氧化物微球(NiCo-LDHM)。采用扫描电子显电镜、透射电镜和电化学工作站等对此复合材料进行了表征。研究发现,该微球平均粒径约2.5μm,呈多孔结构,由厚度10 nm左右纳米片自组装形成。在1 A/g的电流密度下,该产物电极的比电容量达到1 108.8 F/g,明显优于普通镍钴层状双金属氢氧化物电极(710.5 F/g)的比电容量。当电流密度增加到7 A/g,比电容量为700.8 F/g,恒电流充-放电1 500次后比电容量仍高于94.5%,由此说明了复合材料具有优异的超级电容性能。

钴镍双金属化合物/碳纳米管复合材料在电催化氢析出中的应用研究

以碳纳米管和三(五氟苯基)膦为基底材料,以含钴镍双金属源的溶液为电解液,采用电化学沉积法制备钴镍双金属化合物/碳纳米管(CoNiPi/PF_(15)-CNTs)的复合材料。采用SEM和XPS测试手段对材料的形貌和结构进行了表征。CV和LSV测试证实,制备的复合材料的电催化氢析出性能良好。

海南岛石碌铁、钴、铜多金属矿集区地质特征及找矿方向

海南岛石碌矿区是铁、钴、铜、镍为主的多金属矿集区。在综合分析研究前人找矿成果的基础上,提出了新的深部找矿思路,通过地质、物探、化探等地质勘查,指出了北一—花梨山、南矿—朝阳和近外围(鸡心、武烈、金牛岭)等三个铁、钴、铜(金)矿找矿预测靶区。经钻探工程验证,达到了预期找矿效果,对下一步的勘查工作具有重要的指导意义。